토양 탄소 회복 : 도시농부를 위한 안내서

이 글은 https://regenerationinternational.org/ 블로그에서 정리된 글을 요약하여 소개하는 글입니다. (2015, Jack Kittredge)

아마도 2015년 파리기후협약을 즈음해 다양한 탄소격리와 관련한 연구와 성과를 소개하기 위해 만들어진 글 인 것 같습니다. 저도 2019년 기후위기를 접하면서 도시농부와 탄소농사에 대해 검색하다가 주로 인용한 글중에 하나인데요. 글이 쓰여진 시점이 2015년이라는 점을 감안해서 탄소배출량 등 수치가 지금과는 다르다는 것만 생각하고 읽으면 꾀 도움이 될 것 같습니다. 원문은 별도로 공유하며, 첨부된 모든 그림은 원문의 것을 인용한 것입니다. 그 내용을 요약하여 소개합니다. (편집자 주)

 

생태학은 토양탄소 회복에 효과가 있는가?

기후 변화로 인해 전 세계적으로 극단적인 기후 현상이 발생하고 있으며, 이는 인간의 활동으로 배출된 온실가스(GHG) 축적이 주요 원인입니다. 도시농부로서 우리가 할 수 있는 가장 현실적이고 효과적인 대응 중 하나는 탄소를 토양으로 되돌리는 것입니다. 이 문서에서는 탄소 축적의 필요성과 그 방법, 그리고 구체적인 수치와 사례를 통해 도시농부들이 탄소 복원에 기여할 수 있는 방법을 소개합니다.

기후 변화와 탄소의 역할

대기 중 이산화탄소(CO₂) 농도는 산업화 이전의 280ppm에서 현재 약 400ppm으로 증가했습니다. 과학자들은 기후 재앙을 피하기 위해 이 농도를 350ppm 이하로 낮출 것을 권장하고 있습니다. 이를 위해 우리는 단순히 탄소 배출을 줄이는 것뿐만 아니라, 이미 대기 중에 축적된 탄소를 제거하고 이를 안정적으로 저장할 필요가 있습니다.

 

토양과 탄소

토양은 방대한 양의 유기탄소를 저장하고 있는 중요한 저장소입니다. 농업과 산업화 과정에서 대규모 토지 개간과 경작으로 인해 토양에 저장된 탄소가 대기로 방출되었으며, 이를 다시 토양으로 복원하는 것이 기후 변화 완화에 중요한 역할을 합니다. 연구에 따르면, 전 세계적으로 약 106.25기가톤(Gt)의 탄소를 토양에 저장할 수 있는 잠재력이 있다고 합니다.

광합성과 뿌리 배출물

광합성은 식물이 이산화탄소와 물을 이용해 유기물을 생성하는 과정으로, 이 과정에서 생성된 일부 유기물은 뿌리 배출물 형태로 토양으로 방출됩니다. 이 배출물은 토양 미생물의 주요 먹이가 되며, 미생물 활동은 토양 구조를 개선하고 탄소를 안정적으로 고정하는 데 기여합니다.

토양의 탄소 축적 가능성

토양은 탄소를 장기적으로 저장할 수 있는 중요한 장소입니다. 다양한 연구 결과에 따르면, 다음과 같은 방법들이 토양 탄소 축적에 효과적임이 입증되었습니다:

• 초지 관리 및 무경운 농법: 이러한 농법은 높은 수준의 탄소 축적을 가능하게 하며, 전 세계적으로 약 106.25 Gt의 탄소를 저장할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.
• Rodale Institute의 10년 실험: 유기 퇴비와 돌려짓기를 병행한 경우 연간 최대 1.0톤/에이커(약 2.47톤/ha)의 탄소 증가를 기록한 반면, 화학 비료를 사용한 경우 연간 0.15톤/에이커(약 0.37톤/ha)의 탄소 손실이 발생했습니다.
• Morrow Plots 연구: 50년간 진행된 이 연구에서는 합성 질소 비료를 사용한 토양이 5톤/에이커(약 12.35톤/ha)의 유기 탄소를 잃는 것으로 나타났습니다.
• 관리 집중 방목(Grazing): 방목을 통해 연간 3.24톤/에이커(약 8톤/ha)의 탄소 축적이 가능하며, 이는 남아메리카의 아프리카 풀과 유사한 수준입니다.

토양의 탄소 저장 가능성

토양은 탄소를 안정적으로 저장할 수 있는 주요 장소로, 전 세계적으로 약 **136기가톤(Gt)**의 탄소가 산업화 이후 토양에서 대기로 방출되었습니다. 그러나 토양의 상층 1미터 내에는 여전히 약 1,500 Gt의 탄소가 저장되어 있으며, 이를 통해 탄소를 다시 토양으로 복원하는 것이 가능합니다. 도시농부들이 이 과정에 기여할 수 있는 중요한 방법들을 소개합니다.

 

탄소 복원을 위한 실천 방안

1. 토양을 항상 식물로 덮기
   • 식물은 광합성을 통해 공기 중의 이산화탄소를 흡수하고 이를 유기물로 전환합니다. 식물이 뿌리를 통해 토양에 배출하는 액체 탄소는 미생물의 먹이가 되며, 토양의 구조를 개선하고 탄소를 안정적으로 저장하는 데 기여합니다.
   • 예를 들어, 1 에이커(약 0.4 헥타르)의 밀밭은 연간 약 **8,900파운드(4,037kg)**의 탄소를 흡수해 **22,000파운드(9,979kg)**의 당으로 전환합니다. (24.64톤/ha)
2. 무경운 농법 실천
   • 경운은 토양을 노출시켜 탄소를 산화시키기 때문에 최소화해야 합니다. 무경운 농법은 토양의 구조를 유지하고, 미생물 활동을 촉진해 탄소 저장을 돕습니다. 연구에 따르면, 무경운 농법을 사용하는 옥수수밭에서는 에이커당 연간 1.66톤의 탄소를 저장할 수 있었습니다. (4.1톤/ha)
   • 경운이 적은 토양은 미생물 활동이 활발하며, 이는 토양 깊숙한 곳까지 유기물과 탄소를 축적하는 데 도움이 됩니다.
3. 피복작물과 다년생 식물 재배
   • 피복작물은 토양의 탄소를 증가시키고, 질소와 같은 필수 영양소를 추가로 공급하여 토양 건강을 개선합니다. 특히, 라이그래스와 같은 깊은 뿌리를 가진 식물은 토양 깊숙한 곳에서 영양소를 끌어올려 상층 토양에 질소와 탄소를 추가할 수 있습니다.
   • 예를 들어, 목초지를 관리할 경우 에이커당 연간 2.6톤의 탄소를 저장할 수 있으며, 이는 매우 높은 수준의 탄소 복원 효과를 보여줍니다. (6.4톤/ha)
4. 화학비료 사용 최소화
   • 연구에 따르면, 화학비료는 토양의 탄소 축적을 방해합니다. 예를 들어, 일리노이 대학교의 연구에서는 50년 동안 화학비료를 사용한 토양에서 오히려 토양 유기물이 감소한 사례가 보고되었습니다. 반면, 유기 퇴비를 사용한 경우에는 에이커당 최대 1.0톤의 탄소가 축적되었습니다.
   • 도시농부들은 유기비료와 퇴비를 사용해 토양 탄소를 증가시키고, 식물의 성장과 건강을 도모할 수 있습니다.
5. 섞어짓기와 돌려짓기
   • 다양한 작물과 순환 재배는 토양 미생물의 다양성을 증가시켜 탄소 축적에 기여합니다. 예를 들어, 혼합된 피복작물을 사용하면 어떤 기후 조건에서도 생장할 수 있는 식물이 포함되어 있어 토양 탄소의 지속적인 증가를 도울 수 있습니다.
6. 바이오차 활용:
   • 바이오차 적용: 바이오차는 탄소를 토양에 안정적으로 고정하며, 장기적으로 약 50%의 탄소가 토양에 보존됩니다.
   • 토양 비옥도 향상: 바이오차는 토양의 양이온 교환 용량을 증가시켜 영양분의 흡수를 촉진합니다.

토양 탄소 복원의 혜택

토양에 유기 탄소를 축적하면 다음과 같은 다양한 혜택을 누릴 수 있습니다:

• 수분 보유력 향상:
  • 토양 탄소는 토양 입자를 응집시켜 물을 흡수하고 저장하는 능력을 향상시킵니다.
  • 이는 가뭄 시 작물의 생존을 돕고, 홍수 시 토양 침식을 방지합니다.
• 토양 구조 개선:
  • 유기 탄소는 토양 입자를 결합하여 구조를 강화하고, 뿌리의 성장을 촉진합니다.
  • 이는 작물의 영양소 흡수를 향상시키고, 전반적인 생산성을 높입니다.
• 생물 다양성 증진:
  • 토양 미생물의 다양성이 증가하면 병해충에 대한 저항력이 높아지고, 토양 건강이 개선됩니다.
  • 이는 작물의 품질과 수확량을 증가시키는 데 기여합니다.

 

토양 탄소 복원은 기후 변화 완화와 동시에 농업 생산성을 향상시키는 중요한 전략입니다. 생물학적 방법을 통해 토양에 탄소를 안정적으로 고정함으로써, 대기 중의 탄소를 줄이고 건강한 토양 생태계를 유지할 수 있습니다. 도시농부들은 무경운 농법, 피복작물 재배, 유기 비료 사용 등 다양한 실천 방안을 통해 토양 탄소를 복원하고, 지속 가능한 농업을 실현할 수 있습니다. 이는 단순히 환경 보호를 넘어, 더 건강한 식품 생산과 지역 사회의 지속 가능성에도 기여하는 중요한 과정입니다.

 

 

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